El mòdul TEC, element Peltier, mòdul de refrigeració termoelèctrica, refrigerador termoelèctric, amb els seus avantatges únics com ara un control precís de la temperatura, sense soroll, sense vibracions i estructura compacta, s'ha convertit en la tecnologia bàsica en el camp de la gestió tèrmica dels productes optoelectrònics. La seva àmplia aplicació en diversos dispositius optoelectrònics està directament relacionada amb el rendiment, la fiabilitat i la vida útil del sistema. A continuació, es mostra una anàlisi detallada dels principals escenaris d'aplicació, els avantatges tècnics i les tendències de desenvolupament:
1. Escenaris d'aplicació bàsics i valor tècnic
Làsers d'alta potència (làsers d'estat sòlid/semiconductors)
• Antecedents del problema: La longitud d'ona i el corrent llindar del díode làser són molt sensibles a la temperatura (coeficient de deriva de temperatura típic: 0,3 nm/℃).
• Mòduls TEC, mòduls termoelèctrics, elements Peltier Funció:
Estabilitzeu la temperatura del xip dins de ±0,1 ℃ per evitar la inexactitud espectral causada per la deriva de la longitud d'ona (com en els sistemes de comunicació DWDM).
Suprimeix l'efecte de lent tèrmica i mantén la qualitat del feix (optimització del factor M²).
• Vida útil prolongada: Per cada 10 °C de reducció de la temperatura, el risc de fallada es redueix en un 50 % (model d'Arrhenius).
• Escenaris típics: fonts de bombament làser de fibra, equips làser mèdics, capçals làser de tall industrial.
2. Detector d'infrarojos (tipus refrigerat/tipus sense refrigerar)
• Antecedents del problema: El soroll tèrmic (corrent fosc) augmenta exponencialment amb la temperatura, cosa que restringeix la taxa de detecció (D*).
• Mòdul de refrigeració termoelèctric, mòdul Peltier, element Peltier, dispositiu Peltier Funció:
• Refrigeració a temperatura mitjana i baixa (-40 °C a 0 °C): Reduir la NETD (diferència de temperatura equivalent a soroll) dels calorímetres microradiomètrics sense refrigerar al 20 %
3. Innovació integrada
• Mòdul TEC integrat amb microcanals, mòdul Peltier, mòdul termoelèctric, dispositiu Peltier, mòdul de refrigeració termoelèctric (eficiència de dissipació de calor millorada en 3 vegades), TEC de pel·lícula flexible (laminació de dispositiu de pantalla corba).
4. Algoritme de control intel·ligent
El model de predicció de temperatura basat en l'aprenentatge profund (xarxa LSTM) compensa les pertorbacions tèrmiques per endavant.
Expansió d'aplicacions futures
• Òptica quàntica: prerefrigeració de nivell 4K per a detectors superconductors de fotó únic (SNSPDS).
• Pantalla Metaverse: Supressió local de punts calents de les ulleres AR Micro-LED (densitat de potència >100 W/cm²).
• Biofotònica: Manteniment constant de la temperatura de la zona de cultiu cel·lular en imatges in vivo (37 ± 0,1 °C).
El paper dels mòduls termoelèctrics, els mòduls Peltier, els elements Peltier, els mòduls de refrigeració termoelèctrica i els dispositius Peltier en el camp de l'optoelectrònica s'ha actualitzat, passant de components auxiliars a components bàsics determinats pel rendiment. Amb els avenços en materials semiconductors de tercera generació, les estructures de pous quàntics d'heterounió (com ara la superxarxa Bi₂Te₃/Sb₂Te₃) i el disseny col·laboratiu de gestió tèrmica a nivell de sistema, el mòdul TEC, el dispositiu Peltier, l'element Peltier, el mòdul termoelèctric i el mòdul de refrigeració termoelèctric continuaran promovent el procés d'aplicació pràctica de tecnologies d'avantguarda com la comunicació làser, la detecció quàntica i les imatges intel·ligents. El disseny dels futurs sistemes fotoelèctrics està destinat a aconseguir l'optimització col·laborativa de les "característiques fotoelèctriques de temperatura" a una escala més microscòpica.
Data de publicació: 05 de juny de 2025
